第7章 乳化与增溶作用

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成一定稳定性的液液分散体系的作用。 ➢ 为了进行乳化作用和得到有一定稳定性的乳状液必
须加入的第三种(或自然形成)物质称为乳化剂。 ➢ 乳化剂大多为各种类型的表面活性剂,高分散的
固体粉末状物质也有作乳化剂的。
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7.1 乳化与破乳作用
➢ 7.1.1 概述 ➢ 2. 日常应用
杀虫剂
沥青
护肤品
金属切割
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7.1 乳化与破乳作用
➢ 7.1.2 乳状液的类型 ➢ 3.影响乳状液类型的因素 ➢ (3)溶解度规则 ➢ 溶解度规则是由邦克罗夫(Bancroh)于1913年提出来的。他
认为油水两相中,对乳化剂溶解度大的一相成为外相。因 为溶解度大表示乳化剂与该相的相容性好,相应的界面张 力必然较低,体系的稳定性好,因此易溶于水的乳化剂易 形成O/W乳状液;易溶于油者则易形成W/O乳状液。 ➢ 从动力学角度看,可以认为在油/水界面膜中,乳化剂分子 的亲水基是油滴聚结的障碍,而亲油基则为水滴聚结的障 碍。因此,若界面膜乳化剂的亲水性强,则形成O/W乳状 液,若疏水性强则形成W/O乳状液。
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7.1 乳化与破乳作用
➢ 7.1.2 乳状液的类型 ➢ 1. 分类
图 两种不同类型乳状液示意图
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7.1 乳化与破乳作用
➢ 7.1.2 乳状液的类型 ➢ 1. 分类 ➢ 对于乳状液的类型,起初人们总以为由两种液体构
成的乳状液,量多的液体应为外相,量少的液体则 为内相。事实证明这种看法是错误的。现在可以制 出内相体积>95%的乳状液。 ➢ 乳状液体系相当复杂,影响其类型及稳定性的因 素很多,很难归结为某一种简单的因素。
人造黄油
冰激凌
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7.1 乳化与破乳作用
➢ 7.1.1 概述 ➢ 3.乳状液的物理性质 ➢ (1)液珠大小
➢ 乳状液的外观常为乳白色不透明液体,乳状液之名即由此 而得,乳状液的这种外观与其分散相质点的大小密切相关。
液珠大小
外观
大液滴(>100μm )
Leabharlann Baidu
可分辩出两相
>1 μm
乳白色乳状液
0.1-1 μm
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7.1 乳化与破乳作用
➢ 7.1.2 乳状液的类型 ➢ 2.乳状液类型的鉴别方法 ➢ (4)滤纸润湿法 ➢ 对于某些重油与水构成的乳状液可以使用此法 ➢ 在滤纸上滴一滴乳状液,若液体快速展开,并在中
心留下一小滴油,则为O/W型乳状液。 ➢ 但此法对于某些易在滤纸上铺展的油(如苯、环己
烷 、甲苯等轻油)所成的乳状液不适用。
型乳液。 ➢ 钙、镁等二价金属皂易生成W/O型乳状液。
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7.1 乳化与破乳作用
➢ 7.1.2 乳状液的类型 3.影响乳状液类型的因素 ➢ (2)几何因素与定向楔理论 ➢ 原因: ➢ 定向楔理论:在油水界面表面活性剂分子如一定向楔,表
面活性剂分子中相对截面积较大的一端总是朝向乳状液的 连续相。 ➢ 该理论许多事实相符,但也有例外。如银皂作乳化剂时, 按此理论应该生成O/W型,但实际上却生成W/O型。 ➢ 另外,此理论在原则上有不足之处,即乳状液液滴大小比 起乳化剂分子要大得多,因此,乳化剂分子两端的大小与 乳状液类型的相关性就不那么密切了。
O/W表示“水包油”。牛奶即为此种O/W型乳状液。 ➢ 内相为水,外相为油的乳状液则为油包水型的乳状液,以
W/O表示 “油包水” 。油田生产出来的原油即为一种W/O 型乳状液。 ➢ 在日常生活中和医药卫生方面都有乳状液的应用,如食用 乳汁、药用的鱼肝油乳剂及临床上用的脂肪乳剂输液等都 是各种形式的乳状液。
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7.1 乳化与破乳作用
➢ 7.1.2 乳状液的类型 ➢ 2.乳状液类型的鉴别方法 ➢ (5)光折射法 ➢ 水和油对光的折射率不同。 ➢ 让光从一侧射入乳状液,乳状液粒子起到透镜作用。 ➢ 若乳状液为水包油型的则粒子起集光作用,用显微
镜仅看到粒子的左侧轮廓 ➢ 若乳状液为油包水型的,则只能看到粒子右侧轮廓。
的形式均匀地分散于另一种和它不相混溶的液体中,液珠 的直径一般大于0.1μm,此体系称为乳状液 。
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7.1 乳化与破乳作用
➢ 7.1.1 概述 ➢ 1. 相关概念 ➢ 分散成小球状的液体称为分散相或内相,包围在外
面的液体称为分散介质、外相或连续相。 ➢ 乳化作用是在一定条件下使互不混溶的两种液体形
➢ 如果液珠的粒径更小,则会呈半透明状,而乳状液 粒径小于0.1μm时,体系为半透明或透明的液体, 常称之为“微乳状液”,性质上与乳状液已不同。
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7.1 乳化与破乳作用
➢ 7.1.1 概述 ➢ 3.乳状液的物理性质 ➢ (2) 光学性质
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7.1 乳化与破乳作用
➢ 7.1.1 概述 ➢ 3.乳状液的物理性质 ➢ (3) 黏度 ➢ 乳状液是一种流体,所以黏度是它的一个重要性质。
形(c)。
此时相体积和乳状液类型的关系不能限于上述关系,内相 体积可以大于74%,欲制备此类乳状液需要使用相当量的、 高效的乳化剂和特殊的乳化设备。
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7.1 乳化与破乳作用
➢ 7.1.2 乳状液的类型 ➢ 3.影响乳状液类型的因素 ➢ (2)几何因素与定向楔理论 ➢ 钠、钾等一价金属的脂肪酸盐作乳化剂时容易形成水包油
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7.1 乳化与破乳作用
➢ 7.1.2 乳状液的类型 ➢ 2.乳状液类型的鉴别方法 ➢ (1)稀释法 ➢ 乳状液能与其外相液体相混溶,所以能和乳状液混
合的液体应与外相相同。 ➢ 例如:牛奶能被水所稀释,而不能与植物油混合,
故牛奶是水包油乳状液。
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7.1 乳化与破乳作用
➢ 7.1.2 乳状液的类型 ➢ 2.乳状液类型的鉴别方法 ➢ (2)染色法 ➢ 将少量油溶性染料加入乳状液中充分混合、搅拌。
➢ 机械工业中的高速切削冷却润滑液、铺路面的乳化沥青, 以及乳状液炸药等,均为典型的乳状液。
➢ 甚至油脂在人体内的输送与消化,也与乳状液密切相关。 ➢ 原油往往是水分散于油中的乳状液,此种乳状液对石油炼
制极为有害,必须加以破乳、脱水处理。
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7.1 乳化与破乳作用
➢ 7.1.1 概述 ➢ 1. 相关概念 ➢ 乳状液是一个多相分散体系,其中至少有一种液体以液珠
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7.1 乳化与破乳作用
➢ 7.1.2 乳状液的类型 ➢ 3.影响乳状液类型的因素 ➢ (5) 制备方法对乳状液类型的影响 ➢ 例如:0.01mol/L的双十分烷基氯化铵为乳化剂乳化水-辛烷
混合物,用混合法可得到O/W型乳状液,用螺旋搅拌法可 得到W/O型乳状液。
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7.1 乳化与破乳作用
➢ 7.1.2 乳状液的类型 ➢ 3.影响乳状液类型的因素 ➢ (6) 乳化器材质 ➢ 一般来说能使器壁润湿的液体相,易在器壁上附着,从而
在乳化时不易分散,构成连续相。而难以使器壁润湿的液 相构成分散液滴。
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7.1 乳化与破乳作用
➢ 7.1.3. 乳状液的稳定性 ➢ 1. 影响乳状液稳定性的因素 ➢ (1). 界面张力 ➢ 乳状液存在很大的界面,体系的总界面能较高。这是乳状
若水的体积大于74%,水是外相,形
成O/W乳状液;若水相体积小于26%,
水是内相,形成W/O乳状液,若水相
体积不26%~74%之间,O/W或W/O均
可形成。
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7.1 乳化与破乳作用
➢ 7.1.2 乳状液的类型 ➢ 3.影响乳状液类型的因素 ➢ (1)相体积理论 ➢ 但是分散相液珠不一定是均匀的球(b),有时可成为多面体
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7.1 乳化与破乳作用
➢ 7.1.2 乳状液的类型
➢ 3.影响乳状液类型的因素
➢ (1)相体积理论
➢ 此理论是由奥斯特瓦尔德(Ostwald)于1910年从纯几何概念 提出的。
➢ 论假设乳状液分散相的液滴是大小均匀的圆球,并且不变
形。
由此可计算出最紧密堆积时分散相(液
滴)体积为74%,分散介质体积26%。
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7.1 乳化与破乳作用
➢ 7.1.2 乳状液的类型 ➢ 3.影响乳状液类型的因素 ➢ (4) 聚结速度理论 ➢ Davies于1957年提出。 ➢ 乳化剂、油和水一起摇荡时,油相与水相都破裂成液滴,
乳状液的类型取决于两类液滴的聚结速度。
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7.1 乳化与破乳作用
➢ 7.1.2 乳状液的类型 ➢ 3.影响乳状液类型的因素 ➢ (4) 聚结速度理论
蓝白色乳状液
0.05-0.1 μm
灰色半透明液
<0.05 μm
透明液
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7.1 乳化与破乳作用
➢ 7.1.1 概述 ➢ 3.乳状液的物理性质 ➢ (2) 光学性质 ➢ 乳状液体系的分散相与分散介质有不同的折射率,
光照在分散相液珠上,可发生反射、折射和散射现 象,因此,状液外观差别也比较大。 ➢ 常见乳状液的液滴大小一般在0.1~10μm,而可见 光的波长在0.4 ~0.8μm之间,一般乳状液呈乳白 色,不透明。
液成为热力学不稳定体系的原因,也是液珠发生凝聚的推 动力,因此低的界面张力有助于乳状液的稳定。 ➢ 例如,煤油与水的界面张力为4.9×10-2N/m以上,在其中 加入少量的聚乙烯-聚氧丙烯共聚物,界面张力可降到 2.8×10-2N/m。 ➢ 对于界面张力下降到如此低的体系,把“油”分散到水中, 或反之,都容易得多,所需做的功比无表面活性剂时甚至 可以减少100倍以上,分散了的液珠再聚结也相对困难。
当分散相浓度不大时,乳状液的主要由分散介质决 定,分散介质的黏度越大,乳状液黏度也越大。 ➢ 另外,不同的乳化剂形成的界面膜有不同的界面流 动性,乳化剂对黏度也有较大影响。
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7.1 乳化与破乳作用
➢ 7.1.1 概述 ➢ 4.乳状液的物理性质 ➢ (4) 电性质 ➢ ①电导 ➢ 乳状液的电导主要由分散介质决定。这一性质常被用于鉴
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7.1 乳化与破乳作用
➢ 7.1.2 乳状液的类型 ➢ 2.乳状液类型的鉴别方法 ➢ (6)其它方法 ➢ 此外,还有一些其它方法可鉴别乳状液类型,例如根据所
用乳化剂类型、化学结构情况推断形成乳状液的类型;根据 乳状液分层情况及两相的密度可估计出乳状液类型。 ➢ 总之,仅使用一种方法,往往有一定限制。因此,对乳状 液类型的鉴别应采取多种方法,取长补短,才会得出正确、 可靠的结果。
第7章 乳化与增溶作用
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7.1 乳化与破乳作用
➢ 乳状液在工业生产和日常生活中有着广泛的应用,但也常 常带来许多不利。
➢ 农药乳状液的使用,可以节省药量,提高药效和降低生产 成本。
➢ “乳液聚合”是高分子工业中的一种重要生产方法。油漆、 涂料工业中的“乳胶”是常见的乳液聚合的产品。橡胶、 乳汁和牛奶则皆是天然乳状液。
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7.1 乳化与破乳作用
➢ 楔(xiē)子 ➢ (1)上粗下锐的小木橛。填充器物的空隙
使其牢固的木橛、木片等。用来加强、支撑 或保持固定位置的固体物。原理主要是将楔 子向下的力量转化成对物件水平的力量。 ➢ (2)长篇小说的组成部分之一,但并非每 部长篇小说所必备。通常加载小说故事开始 之前,起引起正文的作用。金圣叹删改《水 浒传》,将原本的引首和第一回合并,改称 “楔子”,即现在所说的引子,引出事件。 并解释说:“楔子者,以物出物之谓也。” 就是以甲事引出乙事之意。 ➢ (3)戏曲名词。元杂剧的专用术语。 是指对剧情起交待作用或连接作用的短小开 场戏或过场戏,是整个剧本中的有机部分。 如果有特殊需要 ,还可以有两个楔子。
别乳状液的类型,研究乳状液的变形过程。 ➢ ②电泳 ➢ 乳状液的另一电性质是分散相液珠的电泳。通过对液珠在
电场中电泳速度的测量,可以提供与乳状液稳定性密切相 关的液珠带电情况,是研究乳状液稳定性的一个重要方面。
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7.1 乳化与破乳作用
➢ 7.1.2 乳状液的类型 ➢ 1. 分类 ➢ 乳状液的基本类型为水包油型和油包水型两大类。 ➢ 内相为油,外相为水的乳状液为水包油型的乳状液,以
若乳状液整体带色,并且颜色较深,则为W/O型; 若色泽较淡且观察出只是液珠带色则为O/W型。 ➢ 用水溶性染料正好相反。
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7.1 乳化与破乳作用
➢ 7.1.2 乳状液的类型 ➢ 2.乳状液类型的鉴别方法 ➢ (3)电导法 ➢ 乳状液中的油大多数导电性都很差,而水(一般水
中含有电解质)的导电性较好,故电导的粗略定性 测量即可确定连续相(外相) ➢ 导电性好的为O/W型乳状液,连续相为水;导电性 差的为W/O型,连续相为油。
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